naspis

Novinky


Mapa


Kontakt


Vyhledávání



Péče o památky Prahy



Virtuální muzeum hodin o.s.


TOPlist

Valid XHTML 1.0 Transitional

Důsledky nastavení Pražského orloje na SEČ

Astronomický ciferník i stroj Pražského orloje za 600 let své existence prošel funkčními a konstrukčními změnami. Rekonstrukce byly vedeny snahou udržet orloj v chodu, ale  i snahou ho "vylepšit", či přizpůsobit změněným podmínkám. Ne vždy byl při změnách ctěn původní středověký princip. U funkčního památkově chráněného objektu je obtížné najít správnou míru nezbytných zásahů. Je větší tlak na zachování formálního vzhledu, než na zachování funkce. Neuvědomujeme si příliš, že jsme provedli zásadní zásah do integrity středověkého orloje tím, že ho nastavujeme na pásmový čas. Tím zcela popíráme jak historické, tak astromomické hodnoty ve jménu jakési turistické srozumitelnosti. Neomlouvá nás, že podobný zásah byl proveden i u jiných zahraničních orlojů. Poukázáním na vývoj okolností nastavování na SEČ se možná přiblížíme k názoru, zda se více přiklonit ke středověké nebo současné koncepci.  

Prvotní matematický model orloje

Na jakém základě byl Pražský orloj sestrojen přesně nevíme. Nezachoval se žádný konkrétní plán. Zkoušíme proto definovat alespoň jeho "matematický model", který budeme chápat jako souhrn znalostí a postupů, který mohly vést k sestavení orloje. Někteří autoři uvádějí, že matematický model Pražského orloje vytvořil mistr Šindel, avšak bez toho, aby tento model blíže popsali. U takto vágní definice matematického modelu nelze spekulovat o tom, zda pro jeho vytvoření byla účast matematika nutná, nebo postačilo použít tradovaný návod pro  konstrukci astrolábů. Pokusme se pojem matematického modelu stroje, jež sám je modelem přírody, blíže specifikovat. Je to dost nutné, pro stanovení postupů, jak správně orloj nařizovat a co při opravách nutně zachovat.

Základní kosmologická představa té doby byla geocentrická ptolemaivská soustava s rovnoměrným pohybem Slunce a Měsíce po kruhových drahách. Vnímání času bylo odvozováno zejména od pohybu Slunce. Předpokládáme proto, že v "modelu vesmíru" měl být zobrazován denní i roční "rovnoměrný" pohyb hlavních těles co nejvíce podobný tomu, jak se jeví pozemskému pozorovateli. Předpokládáme že sluneční rafie měla být nastavována podle pravého slunečního času a ekliptika nejspíše tak, aby  Slunce stálo ve správném znamemí. 

K dosažení tohoto cíle byly tehdy dostupné i vhodné prostředky. Obecně se přijímá, že orloj je založen na astrolábu poháněným hodinovým strojem. Astroláb pak, že je založen na stereografické projekci. Při absenci přímého písemného popisu se musíme spolehnout na analogické dobové prameny. Máme na mysli například středověký Křišťanův návod na stavbu astrolábu [1] a podobný český návod napsaný v orlojní knize ze 17. století (více Astrolabium Parvum). Oba prameny bereme jen jako analogii. První návod nepopisuje stavbu orloje a používá projekcí z jižního pólu. Druhý se týká konstrukce pomůcky pro nastavení orloje. Přesto v obou návodech nacházíme zásadní společné prvky. Poněkud pikantní je, že středověké návody pro výrobu astrolábu nejsou formálně považované za stereografickou projekci ačkoliv docházejí ke stejným výsledkům. Je téměř jisté, že tyto dlouhodobě neměnné konstrukce byly při návrhu ciferníku  použity. Tedy tvrzení o konstrukci ciferníků orlojů podle stereografické projekce by se mělo lehce relativizovat.

Podstatnější je, že stereografická projekce je statická konstrukce převádějící povrch koule do roviny. Mimo jiné platí, že kružnice na povrchu se promítají rovněž jako kružnice. Nikoliv však jejich středy a nikoliv rovnoměrně body na jejich obvodu. Nemáme tedy ani v Ptolemájovské představě kruhových rovnoměrných pohybů matematický model orloje použitelný pro pohyb prvků mechanického astrolábu. Navíc u orloje je třeba zobrazovat dva kruhové pohyby s různým středem. Jinak se otáčí Země při denním otáčení, jinak při ročním pohybu. Jinou rovinu pohybu Měsíce zatím pomineme. Na orloji máme ale jen jeden střed otáčení. Z toho mimo jiné plynou rozpaky při dělení ekliptiky.

Odlišně dělená ekliptika

Podstatný rozdíl mezi teorií a praxí nacházíme u konstrukce souřadnicového systému ekliptiky. V současnosti i u nejstaršího zachovaného zvěrokruhu (obrázek vlevo) nacházíme rozdělení čar znamení po třiceti stupních vedené ze středu otáčení. To je v rozporu s oběma středověkými návody. Ty dělí ekliptiku z pólu ekliptiky. Pól ekliptiky není totožný se středem otáčení. Na obrázcích červeně a modře naznačeno jak na nejstarším zvěrokruhu, tak u středověkém návodu. Více Astrolabium Parvum. Vidíme, že na zachovaném zvěrokruhu je ekliptika rozdělena podle červených čar, na návodu ze 17. století (i  u Křišťana) podle modrých.  

Zdá se, že konstrukér orloje si byl vědom toho, že mechanismus orloje nedokáže pohybovat tělesy v souladu s projekcí. Stupnice ekliptiky byla tedy udělána tak, aby  odpovídala pohybu hodinového stroje. Lze vypočítat, že při tomto úhlově rovnoměrném dělení je dosaženo většího souhlasu se skutečnou polohou Slunce a to jak při nařizování na pravý sluneční čas, tak při nastavování na SEČ. Při dělení odpovídající "správné" konstrukci astrolábu by docházelo k chybě až čtyř dní. To je dosti viditelná chyba, která představuje skoro jedno "políčko v žebříčku ekliptiky". Zdá se, že dělení ekliptiky nebylo, není a nemá být podle stereografické projekce. 

nejstarší zvěrokruh

rozdělení ekliptiky

Zavedení pásmového času, případně letního času

Po vybudování orloje nastal bouřlivý rozvoj astronomie i časomíry. Došlo ke změně kosmologických názorů. Přešlo se z geocentrického nazírání na heliocentrické. Byly objeveny Kepplerovy zákony pro pohyb těles po eliptických drahách. Tím byly vysvětleny další příčiny nerovnoměrného slunečního času. Prakticky nevadí, že orloj zůstal v geocentrickém uspořádání, protože tak se i pohyb Slunce a Měsíce pozorovateli jeví. Nejpodstatnější změnou však bylo nastavování orloje podle pásmového času, které nastalo poměrně nedávno. Nerespektováním této změny v konstrukci pohybu astronomického ciferníku došlo k odtržení ukazovaného času od zobrazovaných astronomických údajů. Zcela bylo popřeno středověké vnímání času a věhlasná památka tak ztratila vnitřní jednotu. Záměrně nastavujeme orloj tak, aby neodpovídala poloha Slunce, nesouhlasilo poledne a pod. Nastavování na střední hodnotu je novodobá fikce. Nastavením nesouhlasně s přírodou degradujeme středověkou památku. 

Pásmový čas byl v Praze zaveden 1. 1. 1912. Jeho zavedení znehodnotilo astronomické údaje orlojů obecně. To platí jak u orlojů s astrolábem, tak u italských orlojů stavěných na zobrazování italského času. Pásmový čas vyhovuje zejména návštěvníkům, kteří vědí, kdy se k orloji dostavit a shlédnout animované efekty. Odpovídá obvykle střednímu času jiné lokality. Pásmový čas je čas rovnoměrný, což většina astronomických jevů není. Vyhovuje pouze rovnoměrnému hvězdného času. Ovšem zavedení ukazatele hvězdného času omezilo možnost nastavit polohu sluníčka na zvěrokruhu. Poloha sluníčka je určena pásmovým časem, poloha ekliptiky hvězdnám časem. Sluníčko je někdy i 4 dny od své astronomické polohy. Kupodivu tento hrubý zásah není vnímán příliš rušivě. Nechci spekulovat, zda znalost astrolábu byla ve středověku větší. V doučasné době vznikl pouze odpor k nastavování astronomického ciferníku na letní čas. To však není vítězství kvalitativní, ale pouze kvantitativní. Rozdíl je jen o něco menší. 

Realizovaná přizpůsobení na SEČ

Některé části Pražského orloje se nastavení na pásmový čas přizpůsobily. První nenápadný krok udělal již Jan Táborský. Zobrazování pouze českého času a nestejných planetních hodin bylo Táborským rozšířeno o čas německý. Nyní si ani neuvědomujeme, že pro tento čas orloj původně konstruován nebyl. Tedy již v 16. století vznikl na orloji vhodný ciferník pro pásmový čas. Ciferník ovšem tehdy sloužil k zobrazování pravého slunečního času. Existence tohoto ciferníku umožnila "bezbolestný" přechod pro širokou veřejnost. Italské orloje s čtyřiadvacítkou vpravo to měly trochu horší.   

Ačkoliv se na astronomickém ciferníku neopravila ani zjevně chybná vzdálenost sluníčka od středu ekliptiky, vzniklá asi ještě před velkou opravou roku 1865, byla provedena zásadní a velká přestavba stroje orloje v roce 1957. Mám na mysli nový mechanismus pro pohyb čtyřiadvacetníku. Díky ní i orloj nařízený na SEČ správně ukazuje staročeský čas, který je pravým slunečním českým časem. Pokud by tato přestavba měla být měřítkem, jak velké změny na středověkém mechanizmu lze provádět, zamítnuto by snad bylo jen odstranění celého astronomického ciferníku a jeho náhrada videomapingem na prázdnou stěnu.

Mnoho jiných částí pásmovému času přizpůsobeno nebylo. Je tedy třeba se zamyslet, zda není namístě obnovit integritu orloje. Buď návratem k nastavování na pravý sluneční čas, nebo systémovou úpravou. Zkusíme probrat možnosti.

Hypotetické úvahy

Návrat k nastavování na pravý sluneční čas 

Pokud chceme chránit princip středověkého zařízení, byl by to ten nejlogičtější krok. Sluneční rafie by, tak jako v době svého vzniku stále ukazovala sluneční čas. Tak to koneckonců dělají skoro všechny sluneční hodiny a většině lidí to nevadí. Realizace na orloji je v prvním přiblížení  také celkem jednoduchá. Dnes je jicí stroj orloje vypouštěn externím chronometrem v minutových intervalech. Postačí tedy předřadit jiné externí zařízení. Tento kdykoliv demontovatelný externí prvek je nejjednodušeji řešen jako elektronický generátor impulzů pravého slunečního času. Lze si představit i mechanický stroj vložený mezi Božkův chronometr a jicí stroj orloje. Tím je zajištěn celý chod orloje souhlasně s původním pohybem. Tedy také s nepřesně zobrazovaným hvězdným časem. 

Odbíjení a průvod apoštolů by nastával podle pravého slunečního času, tedy s více než čtvrthodinovým +- rozptylem. Pro návštěvníky by nebylo snadné určit, kdy se mají shromáždit před orlojem. O změně by bylo nutné je výrazně informovat. Například vysvětlujícími panely a funkčními číslicovými hodinami ukazující jak SEČ, tak pravý sluneční čas. Případně by mohl být zobrazován i platný rozdíl. 

Přestože návrat na nastavování "podle Slunce" by bylo tou nejlepší ochranou funkce středověkého zařízení, nebude asi na pořadu dne. Vyvolávalo by u mnoha návštěvníků dojem, že orloj "jde špatně", což by snižovalo jeho prestiž. Bylo by ovšem možné, chápat tento problém jako exkluzivní výhodu a zřídit tak jediněčnou "středověkou" raritu. I replika Pražského orloje v Staré Bystrici má astroláb nastavený "podle Slunce"!!

Eliminace vlivu zeměpisné polohy a časové rovnice

Eliminovat vliv zeměpisné polohy je celkem jednoduché. Lze to udělat dokonce dvěma způsoby. První metoda spočívá v oddělení polohy sluníčka od sluneční rafie, druhá v natáčení celé sítě astrolábu. Metody je možné i kombinovat. Vliv zeměpisné polohy řešit natočením astrolábu a vliv časové rovnice posunem sluníčka. Nevýhodou obou řešení je, že v době kulminace Slunce na obloze není sluneční rafie v horní poloze. Problém tak má zejména Polednice, které neví kdy vlastně má chodit. Ti co uctívají SEČ se radují. 

   - oddělení symbolu Slunce od hodinové rafie

V současné době i v občanském životě oddělujeme měření času od pohybu Slunce. Na orloji lze uvažovat o podobném řešení. Sluneční rafie bude nadále zobrazovat občanský čas. Bude se pohybovat rovnoměrně. Symbol Slunce na ekliptice bude nastavován na pravý sluneční čas. Bude se tedy drobně odklánět od sluneční rafie přibližně v rozmezí +- čtvrt hodiny. Takto upravený orloj neukazuje přímo číselnou hodnotu pravého slunečního času, ukazuje však správnou denní polohu Slunce. Optickým prodloužením spojnice středu astrolábu a slunečního symbol, můžeme pravý sluneční čas odhadnout. Orloj pak ukazuje platný čas i správnou astronomickou situaci. Současně by měla být opravena i nyní chybná vzdálenost sluníčka od středu ekliptiky. 

Hypotetický ciferník Paříž

    - natáčení celého astrolábu

Astroláb je normálně konstruovaný pro místní čas. Pásmový čas se liší v průměrných hodnotách o úhlový rozdíl mezi místním a řídícím poledníkem pásmového času. Tento rozdíl můžeme eliminovat natočením celého astrolábu. Na obrázku je výrazně natočený hypotetický ciferník pro Paříž ( 2°20′ E ). Pevné natočení ciferníku reprezentuje nastavení pro střední čas. Natáčením je možné eliminovat i vliv časové rovnice. Je možné si představit, že natáčení je řízeno hodinovým strojem podle aktuální hodnoty pravého slunečního času obdobně jako to činí nyní čtyřiadvacetník. 

Obrázek převzatý z Astrolabium Parvum natočený vpravo o 13° 40′.  Vnější číslování jsou hodiny místního, středního, případně i pravého, slunečního času. Vnitřní číslování jsou hodiny českého nebo italského času. Pokud bychom si přáli úpravu pro letní čas, můžeme ciferník pootočit ještě o hodinu.  

Natáčení celé sítě astrolábu není v Praze realizovatelné. Zdálo by se, že kompenzovat vliv polohy Prahy nedaleko 15. poledníku natočením astrolábu o pouhé  2 minuty 18 vteřin vpravo nemá velký smysl. Dojde tak ale ke sblížení údajů odečítaných na čtařiadvacetníku  a na astrolábu. Samostatně tuto úpravu asi nemá smysl provádět. V souvislosti s opravou lehce nepřesných kružnic a ostatními změnami to smysl má. Lehká nesymetrie ciferníku naopak může v lidech prohloubit představu o rozdílnosti časů východu a západu Slunce počítaných v pásmovém čase. 

Současně by se mohla přidat i kružnice západu Slunce. Jde o kružnici cca 1 stupeň pod obzorem. Graficky by to vypadalo jako celkem nenápadná dvojitá čára obzoru. K. J. Erben ve své zprávě uvádí, že kružnice, kterou považujeme za obzor, je křivice empiricky zjištěná. Empiricky zjištěná křivka by lépe odpovídala okrajovým atmosférickým vlivům a představovala by nikoliv obzor, ale čáru západu Slunce. Mohla by být sestrojena jako almukantarát necelý stupeň pod obzorem. Orloj by tak lépe zobrazoval reálnou situaci. Není tak důležité, co si myslel autor zprávy, ale co na ciferník "nakreslili mužové praktičtí". Nedávno provedené měření prof. Křížkem nachází určité "nepřesnosti", které ovšem vyjasnění nepřináší.  

Nelineární dělení ekliptiky

Nelze při nastavené rovnoměrné ekliptice tak, aby byla správně poloha jarního bodu, tedy hvězdný čas a při časové rafii nastavené na pásmový čas, žádným dalším způsobem reagovat na nerovnoměrný pohyb Slunce. Je možné, že jiné orloje situaci řeší jakýmsi podfukem. Zruší ukazatel hvězdného času a polohu sluníčka na ekliptice doladí nelineárním pohybem ekliptiky. Je sice pravda, že hvězdný místní čas na orloji je asi nejméně využívaný údaj. Principiálně však vyjadřuje rovnoměrný pohyb ekliptiky, který je odvozen od rovnoměrného otáčení Země. Mám za to, že je lépe se vzdát rovnoměrného dělení ekliptiky kruhového modelu a zakreslit jí tak, aby začátky znamení odpovídaly kalendářním hodnotám. Samozřejmě jsou dvě různé varianty podle toho, zda sluníčko je pevně na časové rafii, nebo je pohyblivé na základě pravého slunečního času. V obou případech je ekliptika dělena nelineárně, ale rozdílně. 

Zbývá připomenout, že všechny tyto změny neberou ohled na správnou polohu měsíčku. Předpokládáme, že měsíček se pohybuje stejným způsobem jako nyní. Zároveň předpokládáme, že Slunce bylo ve středověku důležitější těleso. Změny tedy sledují zlepšení správnosti pohybu Slunce před Měsícem.

Všechny tyto hypotetické úvahy slouží pouze k uvědomění si souvislostí.

Skutečná přestavba Pražského orloje tím není navrhována.

Literatura:

  1. Alena Hadravová, Petr Hadrava - Křišťan z Prachatic: STAVBA A UŽITÍ ASTROLÁBU, Filosofia - nakladatelství Filosofického ústavu AV ČR, Praha 2001
  2. K. J. Erben - Zpráva o starobylém orloji na radnici Starého města Pražského, nevydaný rukopis z roku 1867


Telefon: 603 502 735, email: info (kyselá; ryba) orloj . eu